Fedora 10下GAMIT软件的安装及应用分析

蒲朝旭，余代俊，朱逍贤

(成都理工大学现代工程测量技术及应用研究所，四川成都 610059)

Fedora 10下GAMIT软件的安装及应用分析

蒲朝旭∗，余代俊，朱逍贤

(成都理工大学现代工程测量技术及应用研究所，四川成都 610059)

GAMIT软件主要是用于定位和定轨的GPS数据分析软件包，也是进行高精度GPS数据处理最优秀的软件之一。本文对GAMIT软件的平台搭建、软件的安装、参数的设置以及利用GAMIT软件进行高精度数据处理的步骤进行了详细的介绍，并且对利用GAMIT软件解算出的GPS站点基线结算成果进行了比较细致的分析说明，实践表明利用精密基线解算成果能够对地壳的运动变化进行探测。

GAMIT；GPS；基线解算；高精度数据处理；Fedora

1 引 言

随着GPS定位技术以及精密工程测量学、地球动力学等的飞速发展，各个领域对于GPS数据处理的精度要求越来越高。高精度GPS数据处理在国家和城市控制网的建立以及变形监测等要求高精度数据处理领域的应用越来越广泛[1]。

GAMIT软件[2]是由美国麻省理工学院和美国加利福尼亚大学海洋研究所共同研制的，它主要是用于定位和定轨的GPS数据分析软件包，也是世界上最优秀的GPS精密数据处理软件之一。在使用精密星历的情况下，采用高精度的数据起算点时，其解算出的长基线精度可以达到10-9的量级，短基线的精度亦能优于1 mm。GAMIT软件由于可以免费申请获得、源代码开放、更新速度快、解算精度高以及能够进行数据的自动化处理等优点，在国内外得到了广泛的应用。但其受运行平台限制以及解算文件输入输出比较多、参数设置较复杂，给用户的使用带来了诸多的不便[3]。

本文以IGS站数据的处理为例，对GAMIT软件的安装、设置以及数据处理和分析等进行了较为详细的介绍和说明。

2 软件的安装与设置

2.1 VMware 8与Fedora 10的安装与配置

(1)运行VMware 8安装程序，按照程序的安装向导进行软件的安装。

(2)安装完后启动VMware，选择New Virtual Machine新建虚拟机，然后依次选择Typical安装方式，在用户操作系统页中选择Linux，同时选择Version为Other Linux 2.6.x kernel，设置好虚拟机的名字、存放路径、所分配的硬盘大小等相关信息即可完成新建虚拟机。

(3)在安装好VMware和新建好虚拟机之后，将该新建虚拟机的CD-ROM设备更换为ISO文件读取并指定Fedora 10系统(目前最新版本为Fedora 17)[4]的ISO安装文件路径，按照系统的安装向导完成系统的安装。

值得特别注意的是，安装Fedora时需要安装Development Tools和XWindow Development选件，安装了Development Tools，后续就不需要单独安装C编译器和Fortran 77编译器(由于Fedora 10自带的GCC编译器版本为4.3.2 20081105，可以通过gcc-v命令查看，而GAMIT 10.4所需的GCC编译器版本要求4.2以上即可，所以安装好该版本的操作系统之后则不再需要安装GCC编译器，省去了安装GCC编译器的繁琐步骤)，安装了X Window Development，也就安装了GAMIT软件所需的XII库。

(4)为了让Linux系统与Windows系统之间能够交换数据，同时能够在Linux系统和Windows系统之间任意的切换鼠标，而不用按Ctrl+Alt+Esc来释放鼠标，需要安装VMware-tool工具包。

先将系统的CD-ROM设备文件设置为VMware安装目录下的linux.iso文件，然后在菜单栏上点击“VM”-＞“Install VMware Tools”，在出现的安装向导中使用如下命令进行安装:

①使用tar zxf VMwareTools[版本号].tar.gz将该gz文件解压缩；

②使用cd命令进入刚才解压到的文件夹vmware -tools-distrib目录下；

③输入./vmware-install.pl命令运行安装程序，在安装过程中，遇到#Do you want to run vmware-configtools.pl?时输入yes，在出现#would you like to enable vmware automatic kernelmodules时输入no。

安装完毕后，在刚才新建的虚拟机的设置中将Shared Folders设置为Enabled，同时设置好共享文件夹的路径(比如设置共享文件夹的名字为linuxshare)。设置好后，在Linux系统的/mnt/hgfs目录下就出现了共享目录linuxshare，通过此目录即可完成Windows系统与虚拟客户机Linux系统之间的文件交换。

2.2 GAMIT软件的安装与配置

(1)将GAMIT软件的安装文件[5]拷贝到共享目录linuxshare中，安装文件主要包括(此处以10.4版本为例):

install_software.pl 安装批处理文件

com.10.4.tar.gz组件压缩包

gamit.10.4.tar.gz GAMIT软件压缩包

help.10.4.tar.gz帮助系统压缩包

kf.10.4.tar.gz kf软件压缩包

libraries.10.4.tar.gz库文件压缩包

tables.10.4.tar.gz表文件压缩包

另外，可选的压缩包还有:

maps.10.1.tar.gz地图数据压缩包

templates.10.4.tar.gz数据模板压缩包

(2)安装前需要将install_software.pl中的libx11.a修改为libx11.so.6，同时修改/gamit/includes下的dimpar.h文件中的MAXSIT、MAXSAT、MAXATM和MAXEPC值，其中:

MAXSIT测站数缺省值为:45，不变

MAXSAT卫星数缺省值为:28，修改为30

MAXATM天顶延迟参数缺省值为:13，修改为25

MAXEPC历元数缺省值为:2 880，不变

注意:最大测站数和时段数等参数设置需要根据分析计算的环境进行设定，比如内存、硬盘以及CPU处理数据的性能而决定，如果设置过大则会导致编译或者GAMIT软件运行过程中出现错误。

(3)将/libraries/Makefile.config中的MAXATM 13改为25。同时设置X11的路径如下:

X11LIBPATH:/usr/X11R6/lib

X11INCPATH:/usr/X11R6/include/X11

(4)设置好上述参数之后，在确保install_software. pl文件具有可执行的属性的情况下，在Linux终端中输入命令./install_software，根据屏幕提示给予必要的回复即可完成软件的安装，软件的安装过程较长。

(5)安装好GAMIT软件之后需要利用ln命令在自己的账户中建立与GAMIT软件的连接，在终端中输入#ln-s/usr/gamit/bin/gg进行一个连接，连接到登陆路径中。

(6)完成上述安装过程之后，并不能正常运行GAMIT软件，还需要对csh.cshrc文件和csh.login文件进行配置。

在/etc下的csh.login文件中加入GAMIT软件路径:

setenv PATH"${PATH}:/usr/X11R6/bin:/usr/gamit/ com:/usr/gamit/gamit/bin:/usr/gamit/kf/bin:/usr/gamit/gamit

在csh.cshrc文件中添加如下代码:

setenv HELP_DIR/usr/gamit/help/

setenv INSTITUTE gg

注:#gg即为刚才连接的路径。

因为在控制台中运行程序时，使用的是bashshell，若不改写Cshell配置文件，会导致系统无法从路径中调用到GAMIT命令。

(7)将Fedora系统的启动方法从bash方式更改为csh方式启动，注销系统重新启动。

(8)进入linux系统之后，输入命令doy，如果能够正确显示当前系统的时间，则表示GAMIT软件安装成功，否则安装失败。

3 GAMIT软件数据处理

利用GAMIT软件[6～9]进行GPS数据处理的过程主要包括GAMIT软件文件更新、GPS数据准备、GAMIT软件配置文件准备、GAMIT软件计算。

下面选择每年的同一时间，每个站点均有数据，且能够兼顾网形的情况下，以中国区URUM、BJFS、KUNM、XIAN和WUHN五个IGS连续运行参考站的数据处理为例，简要说明利用GAMIT软件进行数据处理的过程。

3.1 GAMIT软件文件更新

在进行GAMIT软件解算之前需要对～/gg/tables文件夹下的相关文件进行更新。

(1)来自IERS的地球自转参数表文件utl(国际事件系统表)、pole(极移参数)需要每日或者每月更新。

(2)章动表文件nutabl、太阳星历表文件soltab、月亮星历表文件luntab以及从1982年以来的TAI-TUC的跳秒表文件leap.sec需要每年更新。

(3)接收机和天线信息列表文件rcvant.dat在有新仪器加入时需要更新。

(4)卫星数目、编号等信息列表文件svnav.dat在有新卫星加入时需要更新。

(5)偏码文件(P1-C1、P1-P2)dcb.dat需要每月更新。

(6)其他文件如大地水准面参数表文件gdetic.dat和天线高以及相位中心模式参数表文件antmod.dat文件也需要进行更新。

当然，如果条件允许，每次进行数据处理之前均更新所有文件。

3.2 数据准备

以该5个IGS站点2008年年积日为100的数据为例建立工程目录pgga，在pgga目录下建立tables、rinex和igs目录。可以将手工从网站上下载的rinex格式的o文件放入rinex目录中，亦可以使用下述命令来自动下载所需的IGS站指定日期的观测数据到rinex文件夹中。自动获取观测数据原始文件的命令行如下:

#sh_get_rinex-yr 2008-doy 100-ndays 1-sites urum bjfs kunm xian wuhn

3.3 配置文件准备

(1)在下载好原始数据文件之后，回到工作目录，打开终端输入命令:

#sh_setup-yr 2008-doy 100

该命令即会将/gamit/tables目录下可以用来解算2008年第100日的观测文件的参数表连接到/pgga/tables目录下。

(2)手工建立初始坐标文件(L文件)，可以输入如下命令自动生成:

#grep POSITION∗.08o＞tmp.rnx

#rx2apr tmp.rnx 2008 100

#glbtol tmp.rnx.apr lpgga8.100“”2008 100

其中，pgga为解算的项目名称。

(3)在终端中输入如下命令更新各种参数表，同时下载用于解算的导航文件、IGS精密星历文件等相关所需文件。

#sh_gamit-expt pgga-d 2008 100-orbit IGSF-copt x k pdopt c ao

当该命令执行完成之后，可以看到在工作目录中新建了许多个文件夹，如archive、control、gfiles等。

如果在执行该命令过程中出现问题，可以根据相应的错误信息，手工下载相应的文件放入相应的文件夹后再执行该条命令即可完成相应文件的配置和下载。

(4)完成上步之后，在process.defaults、site.defaults中配置相应的参数，同时还需要配置包含天线高、天线类型、接收机类型等相关信息的station.info文件，测段分析策略sestbl.文件，对各站点所使用的钟差、大气模型以及先验坐标进行约束的sittbl.文件。其中，process.defaults、site.defaults和station.info文件在rinex观测文件中相关信息准确的情况下，软件可以自动配置，对于sestbl.文件和sittbl.文件则需要根据情况而定。

3.4 数据处理计算

在完成上述数据准备和配置文件的配置之后，即可进行数据的自动解算处理。

(1)在命令行中输入以下命令即可完成基线的自动解算。

#sh_gamit-expt pgga-d 2008 100-noftp-orbit IGSF-copt x k p-dopt c ao

参数说明:

-expt:指定四个字符的工程名pgga；

-d:指定待处理数据的年份和年积日；

-copt:数据处理完成之后待压缩的文件类型；

-dopt:数据处理完成之后待删除的文件类型；

-orbit:所采用的精密星历的文件类型。

如果执行上述命令未能正确生成所需要的g文件、j文件、k文件和X文件，可依次在终端使用如下命令makexp、sh_sp3fit、makej、makex、fixdrv进行相关文件的生成。当生成相关文件之后，可以使用sh_check_ sess命令对刚才生成的文件进行检查，查看相关文件是否生成正确。

(2)使用fixdrv命令生成批处理程序后，在终端中运行#csh bpgga8.bat，如果一切顺利则可生成解算成果文件。

在生成的解算成果文件中，h文件为基线的松弛解，o文件为基线的约束解，q文件为过程记录文件。

4 数据分析

本文选取2006年～2009年年积日为100的BJFS (北京房山)、WUHN(武汉)、KUNM(昆明)、URUM(乌鲁木齐)和XIAN(西安)5个IGS站点的原始观测数据，采用IGS精密星历，观测时间为24 h，历元间隔为30 s，ITRF框架为ITRF2000。

4.1 基线解算

利用GAMIT软件解算完成后，从处理生成的o文件中查看标准化均方差(nrms)，所有的数据处理结果均小于0.15，比原则上小于0.3的精度更高、更可靠，如表1所示。若nrms符合要求，其解算结果就比较可靠，甚至不需要检查其他指标[10]。本例中解算了2006年～2009年第100个年积日(4月上旬)共4年的5个站点之间的基线，基线长度的相对精度都可以达到10-9的量级。表1即是2006年第100个年积日的观测数据进行基线解算的成果及精度。

基线解算成果及精度 表1

4.2 数据分析

将该4期的数据进行整理分析，绘制出图1所示的基线变化量柱状图。图1中展示的是各条基线从2006年～2007年、2007年～2008年和2008年～2009年的变化量柱状图。从图1中可以看出，北京房山、武汉和昆明组成的基线闭合环其变化量比较稳定，且变化量比较小，可以认为其相对位置比较稳定。而乌鲁木齐至北京房山、乌鲁木齐至昆明的基线变化趋势一致。而网形中与西安站点连接的基线变化比较复杂，尤其是在2008年5月12日汶川地震之后，其各条基线变化量比较大，由此可以推测出汶川地震对地球表面位置造成了一些影响。

图1 各条基线每年变化量示意图

图2 各条基线长度累积变化量折线图

图2是这10条基线长度从2006年～2009年这4年的变化趋势折线图(图中假定2006年各点的基线长度变化量为0，而后续各年在2006年的基础上各点的基线变化量)，该折线图同样能够反映出地球表面陆地的运动趋势。

5 结 语

GAMIT软件是一款大型的高精度GPS数据处理软件，在长基线的解算中其相对精度能够达到10-9的量级，能够完全满足地球动力学、GPS气象学等学科的精度要求。本文详细介绍了GAMIT软件的安装和各种参数的配置过程，对利用GAMIT软件进行高精度GPS数据处理进行了详细的讨论。文中对采用GAMIT软件解算的4年同站点数据进行了对比分析，从中可以得出利用精密基线解算成果能够对地壳的运动变化进行探测。但是GAMIT软件的应用比较复杂，需要在实践中不断摸索、交流和总结，以使其能够为实际的生产作出更大的贡献。

[1] 葛茂荣，刘经南.PC-GAMIT软件及其应用[J].测绘通报，1997(2):21～23.

[2] 西安测绘研究所.GAMIT/GLOBK软件数据处理手册[C].2004(6).

[3] 赵建三，杨创，闻德保.利用GAMIT进行高精度GPS基线解算的方法及精度分析[J].测绘通报，2011(8):5～8.

[4] 李蔚泽.从理论与实践:Fedora Linux全方位学习[M].北京:科学出版社，北京科海电子出版社，2009.4.

[5] 李征航，张小红.卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法[M].武汉:武汉大学出版社，2009.10.

[6] 武瑞宏.GAMIT软件的安装与使用[J].铁道勘察，2008 (6):44～47.

[7] T.A.Herring，R.W.King，S.C.CClusky.GAMIT Reference Manual GPSAnalysis at MIT Release 10.4[M].Massachusetts Institute of Technology，Cambridge，MA，USA，2010.

[8] 田云锋.GAMIT/GLOBK软件的安装技巧[J].城市勘测，2009(2):86～89.

[9] 鄂栋臣，詹必伟，姜卫平等.应用GAMIT/GLOBK软件进行高精度GPS数据处理[J].极地研究，2005，17(3):173～182.

[10] Department of Earth，Atmospheris and Planetary Sciences Massachusetts Institute of Technology.Document for GAMIT GPSAnalysis Software.Release10.3[R].USA:MIT，2002.

The GAM IT’s Installation and App lication Analysis Based on Fedora 10

Pu Chaoxu，Yu Daijun，Zhu Xiaoxian
(The Modern Engineering Measurement Techniques and Applications Institute，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China)

GAMIT ismainly for positioning and orbit determination of GPSdata analysis software package，and is one of the best high-precision GPS data processing software.In this article，the GAMIT's platform building，software installation，set parameters and using GAMIT for high-precision data processing's stepswere described in detail.And shows the GPS-site baseline outcomes by using GAMITmore detailed analysis.Practice shows that the precision baseline solution products can be able to detect changes in motion of the earth’s crust.

GAMIT；GPS；baseline solution；high-precision data processing；fedora

1672-8262(2013)04-93-05

P228.43，P209

B

2012—10—22

蒲朝旭(1987—)，男，硕士研究生，主要从事工程测量和摄影测量与遥感。